Разработка технологии изготовления бесшовных заготовок верха обуви

На современном уровне развития легкой промышленности задачи, стоящие перед производителями обуви становятся более сложными и комплексными, их решение требует разработки новых технологий и перехода на принципиально новый уровень производства. Если ранее повышение качества изделий в значительной мере зависело от совершенства конструкции и метода производства, то в сложившихся условиях быстроразвивающегося рынка помимо точного задания внешней формы конструкции нередко требуется, чтобы изделие обладало специфическими свойствами. Для решения таких задач прибегают к разработке новых материалов и технологий производства изделий. Использование бесшовных технологий в производстве изделий легкой промышленности является одним из перспективных направлений, позволяющим создавать комплексные структуры материалов и сложные конструкции.

Методы изготовления бесшовных изделий постоянно совершенствуются. Всем требованиям, предъявляемым к бесшовным заготовкам различных видов и назначения, удовлетворяют плетеные оболочки. Однако на сегодняшний день не существует методов проектирования бесшовных заготовок верха обуви из-за отсутствия решений по устранению таких недостатков оболочек, как неравномерность структуры, неустойчивость к деформационным воздействиям и невозможность резкого изменения кривизны поверхности создаваемой объемной оболочки. Разработка способа проектирования бесшовных заготовок верха обуви, устраняющего эти недостатки, позволит расширить область применения цельнотканых изделий.

Технология изготовления обуви плетением является актуальным вопросом так как производство бесшовных изделий обеспечивает значительное снижение материалоемкости за счет исключения ряда швов и припусков к ним, материальных затрат на операциях подготовительнораскройного и сборочного производств. Высока эффективность и перспективность применения плетеной оболочки для изготовления специальной обуви, в том числе медицинского назначения, где наличие лишних швов значительно ухудшает её эксплуатационные свойства. Возможность же полного повторения заготовкой оплетаемой поверхности допускает их широкое применение.

Проектирование бесшовных плетеных заготовок верха является новым направлением в производстве обуви, не имеющем мировых аналогов. Диссертационная работа посвящена поиску оригинальных решений плетеной обуви на основе разработки переплетений, пригодных к использованию в производстве, модификаций простых ткацких переплетений, разработки рекомендаций по внедрению в производство машинной и ручной технологий плетения обуви. В работе описаны характеристики, определяющие строение плетеной оболочки, виды переплетений и порядок взаимного перекрытия полос (лент) в системе, дана характеристика фаз строения плетеного полотна, предложен метод определения длины и уработки полос застила.

Актуальность разработки конструкций плетеной обуви обусловлена противоречивостью требований к современной обуви в целом, компромиссное решение которых в рамках действующих типовых технологий является весьма проблематичным. Изготовление обуви методом плетения позволяет вводить в систему дополнительные элементы и таким образом регулировать свойства изделий по зонам, что создает условия для разработки конструкций с заранее заданными показателями.

Целью настоящей работы является разработка технологий изготовления заготовок верха обуви методом плетения. Для достижения поставленной цели в работе:

— проведен обзор конструкций плетеной обуви и обобщены сведения о технологиях их изготовления;

— предложено теоретическое описание фаз строения плетеного полотна;

— разработан набор переплетений с различным раппортом;

— предложены зависимости для определения длины и уработки лент застила плетеного полотна;

— предложена методика модификации переплетений с учетом кривизны поверхности колодки при изготовлении наружных деталей заготовок верха обуви;

— разработана ручная и машинная технологии изготовления наружных деталей бесшовной плетеной обуви;

— даны рекомендации по выбору оборудования и технологии наладки для изготовления заготовок плетеной обуви машинным способом- -определены деформационные характеристики заготовок многоаксиальных переплетений, изготовленных ручным и машинным способами.

Методы исследования Основой исследования служит системный подход к разработке технологии проектирования заготовок верха обуви с различными свойствами методом плетения. Исследование базируется на комплексном подходе, включающем: поисковые и описательные исследования конструкций и технологий изготовления плетеной обувисистематизацию информации о существующих ткацких переплетенияхтеории конструирования, технологии и материаловедения изделий из кожиметод реологической спектроскопии для комплексной оценки деформационный свойств обуви.

Научная новизна диссертации заключается в разработке:

— методики преобразования двуаксиальных структур для изготовления бесшовных заготовок верха обуви;

— теоретического описания фаз строения плетеного полотна;

— зависимостей для определения длины и уработки лент застила плетеного полотна;

— методики модификации переплетений для изготовления наружных деталей заготовок верха обуви с устойчивой к внешней деформации структурой;

— технологии изготовления бесшовных заготовок, исключающей операции сборки наружных деталей верха, пригодной для изготовления обуви широкого ассортимента.

Практическую значимость работы представляют: ручная и машинная технологии изготовления наружных деталей бесшовной плетеной обуви;

— способы модификации двухаксиальных переплетений во многоаксиальныедеформационные характеристики заготовок многоаксиальных переплетений, изготовленных ручным и машинным способами;

— экспериментальные образцы женских туфель, наружные детали которых сплетены ручным и машинным способами.

Апробация, публикации и внедрение результатов работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и получили положительную оценку на заседаниях кафедры художественного моделирования, конструирования и технологии изделий из кожи Московского государственного университета дизайна и технологии. Некоторые результаты используются в учебном процессе кафедры художественного моделирования, конструирования и технологии изделийиз кожи МГУДТ в виде учебного пособия: «Создание плетеных изделий», изданного под грифом УМОЛегпром. Отдельные результаты работы докладывались на 60-ой научной студенческой конференции «Молодые ученые-21 веку» (Москва 2008), III — ем Международном фестивале науки (Москва 2008), отмечены свидетельством о результативном участии в создании научно — технического проекта «Проектирование бесшовных заготовок верха обуви» и его успешной демонстрации на выставке НТТМ-2009, дипломом II степени «IX Всероссийской выставки научнотехнического творчества молодежи» в 2009 г. По научному направлению МГУДТ «Фундаментальные и прикладные исследования в производствах изделий из кож» в 2009 году в рамках гранта выполнены исследования на тему «Разработка методов проектирования конструкций бесшовных заготовок верха обуви». В 2011 году работа на тему: «Разработка конструкций бесшовных заготовок изделий различного назначения» удостоена грамоты Всероссийского конкурса научноисследовательских работ студентов и аспирантов в области технических наук в Рамках Всероссийского фестиваля наук. По аналитической ведомственной целевой программе «Развитие научного потенциала высшей школы (2009;2011 годы)» и программе «Михаил Ломоносов II» проект «Разработка конструкций бесшовных заготовок изделий различного назначения» выполнялся в Германии на базе университета Меёеггет. От университета №ес1егг11ет и ЗАО МОФ «Парижская коммуна» получены рекомендации по использованию разработанной технологии в производстве обуви как бытовой, так и специальной в том числе медицинской. Промежуточные и итоговые результаты по проекту докладывались на семинарах стипендиатов в Москве, Бонне и ученом совете МГУДТ. Работа выполнялась в рамках госбюджетной НИР кафедры художественного моделирования, конструирования и технологии изделий из кожи МГУДТ «фундаментальные и прикладные исследования в производствах изделий из кожи» (20 092 013гг.). Публикации.

Основные положения проведенных исследований и их результаты опубликованы в 7 научных статьях, в том числе 3 статьи в журналах, рекомендуемых ВАК. Объем и структура работы.

Диссертационная работа состоит из введения, 3-х глав, выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 140 страницах машинного текста, содержит 111 рисунков, 10 таблиц и приложений на 20 страницах.

Список литературы

включает 100 источников.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ.

1. Описаны и обобщены сведения о технологиях изготовления древней плетеной обуви. Показаны особенности современного ассортимента плетеной обуви и выявлены категории конструкций, которые разделены на три группы по технологии изготовления.

2. Приведены общие сведения о строении плетеных оболочек, дан обзор современных видов переплетений, различающихся порядком перекрытия нитей в системе. Предложено теоретическое описание фаз строения плетеного полотна и определение таких его показателей как длина и уработка лент застила.

3. Разработаны алгоритмы взаиморасположения лент (полос, нитей) в переплетениях, на основе которых предложены их различные виды. Показано, что применительно к созданию плетеных наружных деталей верха следует использовать методы введения дополнительных систем полос и комбинирования материалов.

4. Экспериментальная реализация модификаций простых (двуаксиальных) переплетений методом введения дополнительных нитей в вертикальном, горизонтальном и диагональном направлениях продемонстрировала различную устойчивость структуры плетения, обусловленную не только направлением введения системы, но и видом материала «нити» и её параметрами.

5. Разработан набор образцов различных переплетений, параметры и характеристики декоративного плана которых определяются шириной полос и кратностью размеров проектируемого изделия раппорту переплетения. Предложено 14 вариантов переплетений атласной, сутажной лент и полос из натуральной и искусственной кож.

6. Разработана технология изготовления наружных плетеных деталей верха обуви ручным способом, на основе которой выполнено четыре натуральных образца моделей туфель «Лодочка» с различной высотой приподнятости пяточной части и формой носочной.

7. Предложен метод изготовления бесшовной заготовки наружных деталей верха обуви с использованием оплеточной машины фирмы Steeger Steeger марки HS 140/48 (Германия).

8. Исследования деформационных свойств плетеных заготовок верха обуви на установке Relax показали, что усредненный спектр времени релаксации образцов:

— ручного плетения очень близок к типичному спектру ткани, очевидно в силу подобия их структур, и свойства верха обуви с такими плетениями будут близки к свойствам верха текстильной обуви;

— машинного плетения с проклейкой расположен между спектрами натуральной и искусственной кож, что свидетельствует о возможности регулирования реологических характеристик.

9. Показано, что эти характеристики плетеных заготовок обуви могут варьироваться в весьма широких пределах путем применения проклеивающих пропиток и подкладок, что дает возможность получать заготовки с заданными реологическими характеристиками и потребительскими свойствами для изготовления обуви различного назначения.

9. В условиях экспериментального производства ЦНИИКП изготовлено 4 пары женских туфель «Лодочка» на различной высоте каблука (55, 60, 90 и 100 мм), наружные детали которых сплетены вручную, и одна пара женских туфель «Лодочка» на высоте каблука 25 мм, с наружными деталями сплетенными машинным способом, что подтверждает состоятельность предлагаемых в диссертации решений.

10. Полученные положительные заключения от Университета Niederrhein (Германия) и ЗАО МОФ «Парижская Коммуна» свидетельствуют о социальном и экономическом эффектах выполненного исследования.